自然科学知识

精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜自然科学知识篇一：自然科学基础知识自然科学基础知识（二）沈阳师范大学教师专业发展学院孔繁成第一章现代信息技术当今社会是一个信息化的社会，他有两方面的特点：第一，全世界信息量随着时间的增长，以每隔若干年增长1倍的形式进行，即“知识爆炸”。20世纪50年代人类的知识总和是20世纪初的1倍；80年代又增加了1倍，目前正以由每十年增长1倍向每5年增长1倍的速度过渡。第二，由于信息交流方式的快捷和多样化，使得交流的双方空间距离大大减少，由原来的“远在天边”，变为现在的“近在咫尺”（电报——有线电话——无线电话——网络聊天——网络视频交流——）。第一节历史的回顾信息科技的发展离不开社会的发展，在人类社会的不同历史时期，信息科技也处于不同的发展阶段，具有不同的特征。在远古时代，人类活动的范围很小，也很简单。信息直接依靠眼睛、耳朵等感觉器官来获取，靠大脑进行存储、分析，靠简单的动作和声音来传递，日出而作、日落而息，结绳记事等是最原始的信息存储方法。信息技术的发展渊源久远，可以精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜追溯到中国古代传递外族人侵信息的烽火台，这可以称为原始形式的信息传递技术。一、语言劳动促进了大脑的发育,同时由于劳动和生活的需要,促进了语言的产生和发展。人类借助语言才能实现由简单的直觉思维向复杂的抽象思维过渡。有了语言才有了人类社会，才有了人类社会的思想意思。有了语言，信息传递和交流得到了加强，语言的产生和应用是人类历史上第一次信息技术革命。二、文字和印刷伴随着语言，人类又创造出了各种符号和文字，开始能把发生的事情比较准确地记录下来，这是人类活动范围的逐渐扩大而产生的结果。现在发现的洞穴、岩石、墓穴里的壁画和石器、青铜器上的文字都是当时大事的记述，存储了许多古代的信息，也是研究古代历史的依据。11世纪我国毕异发明了活字印刷术，使人类信息（特别是文字和图画）传递的速度和范围急剧地扩展，使信息的存储能力进一步加强，并初步实现了广泛的信息共享。相应地也出现了印刷事业和邮递事业。文字进人人类生活，使人类能够把信息保存下来，并传播出去，初步突破时间和空间的限制。文字和印刷是人类历史上的第二次信息技术革命。三、电信和广播蒸汽机的发明和应用引发了工业革命，到18世纪末，19世精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜纪初，发达国家就完成了工业革命，使人类的生活和生产达到了一个新的水平。19世纪初，技术上的最大成就是电能的开发和应用，及电工和电信技术的兴起。由于社会生产活动范围的迅速扩大，信息的传递依靠邮政和出版已经不能满足生产发展的需要，于是有一大批科学家和发明家开始致力于用电流来传递信息的研究。1837年莫尔斯发明电报，1844年美国就建成了实用的电报系统，1866年完成了横跨大西洋的永久性电缆。1876年美国人贝尔发明了电话，到1900年美国已有电话140万台。在无线通信方面，1895年马可尼用无线电波传送信息的实验获得成功。不久，无线电报开始实用化，到1903年电报已用来传送新闻，使无线电通信成为全球化事业。1906年三极管发明，1947年半导体晶体三极管发明。随着电子技术的发展和进步，电信和广播出现了，导致了人类历史上更大的一次信息变革，信息活动的所有方面都发生了根本性的改变。由于各种传感器扩展了人体感官的功能，语言、图形、文字等传统的信息识别形式逐渐被电报、电话、广播、传真、电视等电磁信号所替代，而信息的传递也逐渐从邮件向更有效的通信方式转变。传输介质由纸张转变为电磁波，实现了不受距离限制的实时信息交流，使人与人之间的信息交流以更加直接的形式进行。在信息存储方面，出现了照片、磁带、录像带等，部分地取代了书籍的功能。于是人类的信息活动更加丰富，更精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜加深入。电信和广播标志着人类历史上的第三次信息技术革命。四、计算机和网络20世纪60年代以来，新型电子计算机的出现以及与通信技术的结合，推动了计算机网络系统的科学研究工作，很快就形成了以数字化技术、计算机、通信技术为背景的现代信息技术。这一时期的特征是极大地提高了信息传递、存储的质量和速度，使信息的处理功能超越了人类自身的能力，达到了信息存储、传递、处理、利用的一体化和自动化，开创了一个全新的信息时代。计算机的出现，延伸了人脑的功能，拓展了人类的智力，更加深刻地改变着人类社会的面貌。目前人类正处于第四次信息技术革命——现代信息科技时期。现代信息技术的主要特征是：各种信息的数字化和信息传递、信息处理的计算机化和网络化。现代信息化社会的发展，所依赖的是高度发展的信息科技。信息科技有信息科学和信息技术两个方面，信息科学的理论主要是现代信息论和信息的数字化理论，而信息技术的主要支柱是微电子技术、计算机技术、数字通信技术、网络技术和多媒体技术等。近半个多世纪来，这些领域都取得了辉煌的成果。这是科学家和工程技术人员进行了大量艰苦的探索、发明和创造的结果。人们总是在想如何使计算机和信息网络的速度更快，处理信息的能力更强而用户使用起来却更为方便。为达到这些目标，科精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜学家不断提出各种各样的新思想，有些甚至被认为是奇想，但有不少思想上的闪光点，经过科学的论证和补充，再加上艰苦的、锲而不舍的努力，最后取得了成功。新的思想、新的创意推动着人们创造了过去，还推动着人们不断地创造未来。本章试图展示新思想如何推动现代信息科技向新的方向发展。第二节现代信息技术的基础——微电子技术一、从电子管到三极管到集成电路1947年，AT&T公司的巴丁（J.Bardeen1908-1991)、布拉顿（W.H.Brattain1902-1987）和肖克莱（W.B.Shockley1910-1989）做出了世界上第一个晶体三极管。一只晶体管其功能相当于一个电子管，但因其体积小，功耗低，所以很快被应用到电子技术领域中代替了电子管，从而为电子设备的小型化打下了坚实的基础，这是微电子技术的开始。50年代初，空间技术开始发展，急需电子设备的进一步小型化、轻量化和节能化，人们便开始致力于将许多晶体管同时做在一块基片上，这就是单块半导体集成电路。1958年，美国德克萨斯仪器公司首先生产出了实用的集成电路，并于1961年开始批量生产，这是微电子技术的重大突破。集成电路把器件和元件（电阻和电容等）做在一块芯片上，因此，它的出现，打破了器件和电路分离的状态。在集成电路出现之前，即使是较简单的电路，也要逐个进行测试，进行批精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜量生产费时费工，而集成电路把许多元器件集成在一块芯片之中，可以大批量生产高品质的产品。微电子技术由此开始突飞猛进，进而推动整个世界发生了巨大的变化。微电子技术是在传统的电子技术基础上发展起来的，它对信息的加工处理是在固体的微米级尺度甚至是在晶格内进行的，但他的容量很大，可以将某些电子功能的一部分甚至整个功能集成在一块芯片上。1962年集成电路只能集成几个元件，1965年已经能集成100个元件，通常称为小规模集成电路；1967年发展到集成度为100—1000个单元的中规模集成电路；1967—1973年，集成度达到1000-10000个单元的大规模集成电路；1978年，在一块30mm见方的芯片上集成度已经达到100万个单元，称为超大规模集成电路；今天，集成度已经达到千万个单元，称为继大规模集成电路。二、集成电路的应用1.集成电路被广泛应用在计算机中由于集成电路的出现，才使得计算机成为信息科技的核心。2.集成电路被广泛引用在工业的各个领域，例如数控机床、纺织工业机床、激光照排机等等。3.在商业领域，由于微电子技术及计算机的应用，账目的登记、统计、查询和存储实现了计算机管理，才有了大超市和大卖场。精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜4.现代化的军事与国防也离不开微电子技术高速、灵活、准确的通讯指挥系统、卫星导航系统，各兵种、军种的配合和联络无不依靠微电子技术。导弹巡航系统实现了精确的打击能力得以实现。海湾战争、伊拉克战争等几乎就是一场电子战争，由于交战的一方的通讯系统被摧毁，使得庞大的军方失去了指挥，从而失去了战争的主动权，最后只能俯首称臣。5.微电子技术深刻地影响着人们的生活纷繁复杂的家用电器，无不应用了微电子技术，收音机、路放像机、影碟机、手机、mp(3)4、自动洗衣机、电饭煲、空调机，都可以通过一块集成电路实现很多功能的集成，未来的家庭电子保姆更讲离不开集成电路。例如，专家系统可以使更多的病人得到名医的治疗；装有集成电路的新章起搏器可以使心脏患者正常生活，等等。集成电路的迅速发展，使其应用越来越多，越来越广。据统计其应用的分布大致是：电子计算机及数据处理约占39%；家用电器及消耗类电子产品约占30%；工业自动化设备约占11%；国防军事约占9%；其他11%。集成电路在社会各个领域的应用正在进一步扩展。三、微电子技术展望集成电路里的电子元器件做得愈小、线路做得愈细，同样大小芯片内包含的元器件的数量就愈多，集成度也就愈高，芯片精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜运行的速度也可以更快。著名的Intel386芯片包含有27万6千左右的晶体管数，采用的是1.2微米工艺，人的头发是100微米左右的粗细，1.2微米工艺的先进程度也就可想而知。从1.2微米工艺改进到0.8微米工艺，就使Intel486芯片走上100MHz时钟速率的新台阶。从0.8微米工艺改进到0.6微米工艺，IntelPentium芯片又跃上了200MHz时钟速率。PII实质上是PentiumPro级的MMX处理器，其内核约有750万个晶体管，采用了0.35微米加工工艺制作而成。Intel的Pentiumm微处理器芯片采用0.25微米加工技术进行生产，配有70几条新处理器指令，用于提高3D性能和视频播放性能。1999年内，各个微处理器芯片生产厂家，都在向0.18微米的加工工艺过渡。到2002年，0.13微米的半导体加工工艺已经成熟，0.13微米，这是400个原子的宽度，是人头发直径的千分之一。微处理器芯片运行的速度已经达到并超付2GHz。到了2006年微处理器PentiummⅣ的运算速度已经达到200万亿次/秒.日前以INTEL为代表的多家公司正在开发“极端紫外”光刻技术，用氙灯将波长降至0.01nm.IBM公司正致力于0.005nm波长的X射线光刻技术研究工作。人们正在向微米工艺的极限挑战。微电子工业是一个国家的战略工业，它是技术密集型产业，精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜又是投资密集型产业，是电子工业中的重工业。微电子产业的发展规模和科技水平是衡量一个国家综合实力的重要标志。发达国家国民经济生产值增长部分的55％与微电子有关，因此是决定一个国家经济地位的重大技术领域，这方面的国际竞争十分激烈。1975年摩尔提出了关于集成电路集成度发展的“摩尔定律”，这个定律说，集成度（即电路芯片的电子器件数）每18个月翻一番，而价格保持不变甚至下降。几十年的发展状况篇二：百科知识竞赛自然科学类试题自然科学类001．“纯净水”“太空水”“蒸馏水”等商品作为日常饮用水，因缺少某些成分而不利于儿童身体健康，你认为在制备上述商品饮用水时至少还需要添加的微量物质是?AA．钙和镁的碳酸氢盐B．含碘酸盐的食盐C．漂白粉等消毒剂D．小苏打002．目前排放到空气中的CO2逐年增加，对此最担心的是?BA．会使空气中的氧气含量下降，不足以供人类呼吸B．会使地球温度升高，冰川融化，生态失衡C．会使人体吸进大量CO2损害健康D．会使石灰岩大量溶解，破坏自然风光精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜003．对臭氧层有破坏作用的化学物质主要有氟氯烃(“氟利昂”等)。科学家呼吁人类要重视对臭氧层的保护。臭氧层中，臭氧对人类的有益作用是?DA．吸收CO2B．补充O2C．吸收红外线D．吸收紫外线OO4．绿色食品是指?DA．绿颜色的食